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供暖管道热力不平衡的处理措施分析徐向飞

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：徐向飞

[导读] 摘要：城市供暖工程是城市建设和城市运行的基础性工程，保证城市供暖的顺利开展是提高人们生活水平的重要指标，随着城市化的不断发展，城市运行对供暖调节提出了全新要求，特别是在绿色、环保、可持续发展的大背景下，供暖工程的节能、环保效应成为评价供暖水平的重要标准，因此开展锅炉供暖调节，研发供暖节能技术迫在眉睫。

        (中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西 030000)
        摘要：城市供暖工程是城市建设和城市运行的基础性工程，保证城市供暖的顺利开展是提高人们生活水平的重要指标，随着城市化的不断发展，城市运行对供暖调节提出了全新要求，特别是在绿色、环保、可持续发展的大背景下，供暖工程的节能、环保效应成为评价供暖水平的重要标准，因此开展锅炉供暖调节，研发供暖节能技术迫在眉睫。本文主要就供暖管道热力不平衡问题及基于节能降耗目的的集中供热技术进行分析。
        关键词：供暖管道；热力不平衡；措施
        1 我国城市集中供热的现状解读
        （1）集中供热能耗较高。热能效率与成本消耗不成正比，使得集中供热成本较高，造成了不必要的财政损失，增加了财政负担，是我国集中供热运行管理工作中的一个直观问题。由于长期的设备落后和缺乏管理等原因，使得热能在转换过程中就白白流失掉许多，更遑论在输送过程中的热量流失。在每一年的市政财政收支结算中，在供热供暖这一块，往往是入不敷出、收不抵支，这些问题，都对城市的经济持续增长和建设发展产生了严重的阻碍。
        （2）集中供热效率偏低。热集中供热效率偏低问题是制约着当前城市集中供热发展现状的一个根本症结，因为实际的热能运行工作中，供热到户时的热量往往远远低于标准设置中额定热量，使得热能消费者存在着被欺诈消费的心理。这种情况的出现是由于加热环节的区域单位收费虽然是一致的，但是对于各个区域的供热输送过程中的热量流失消耗却缺乏控制，导致供热质量始终不能达到预期效果，使得消费者蒙受了损失。这个问题的症结在于，城市集中供热的运行过程中存在的技术落后以及集中供热工作管理制度未落实等，多个细节因素的共同作用，使得城市集中供热的运行效率偏低。
        2热力不平衡现象及原因
        2.1失水问题
        供暖部门一直都十分苦恼热力系统的失水问题。一方面，产生失水现象后会带来很大的经济损失，同时造成热能的大量浪费，并引发热力不平衡现象。另一方面，失水或渗漏问题使得供热投诉与纠纷持续上升，降低了居民的生活体验和质量。
        2.2供热管道腐蚀问题
        受到水中杂质的侵蚀或者酸雨等外界因素的影响，供暖管道不可避免地会出现各种腐蚀现象，具体包括化学腐蚀、氯根腐蚀、细菌腐蚀、氧腐蚀等。腐蚀严重时就会产生热力不平衡现象，并引发不同程度的管道渗漏。
        2.3气温的影响
        供热管道在外界气温变化剧烈的状态下，极易发生热胀冷缩现象。一旦出现该现象就会对整个供暖设备的正常运转造成影响，不仅会出现大面积的失水，还会造成供热管道的断裂，最终引发热力不平衡现象。
        3集中供热管网的运行调节
        3.1质调节
        质调节是集中供热管网系统运行中的关键调节技术，此技术主要对集中供热管网系统其内部水温以及水量进行调节。水温以及水量对集中供热效果有着直接的影响，借助质调节的方式就能够把系统内水温以及水量进行合理的控制，保证其实现最大化和最优化的供热效果。在质调节控制中，水温控制是重中之重，往往需要把水温在70℃进行控制，此温度一般具有最大化的供热效果，并且还能够对供热的成本进行降低，在满足用户供热需求的同时，还能够实现供热经济效益的提升。
        3.2量调节
        在量调节的控制方法中，适用在集中供热各个环节。在集中供热管网系统的运行中，由于受到外界环境的影响，其供热的效果往往也会发生变化，而通过量调节的方式来对供热各个阶段供热的温度实施调节，就能够提高其供热的效果。

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在量调节使用中，把采暖期根据室外的温度情况分作初寒、严寒与末寒等区间，按照水潜热和流量存在正比关系，对不同时期中热水流量进行控制，也就是若室外的温度为寒冬区间，就要通过大流量循环泵进行大流量的保持，若室外的温度为初冬与末冬的区间，就要通过小流量循环泵进行小流量的保持。这种调节的方式也存在一定的缺点，往往水利工况存在较差的稳定性和实用性。
        3.3间歇调节
        对于间歇调节来说，其是一种辅助型运行调节法，这种方法在实际的运用中也分不同时期实施调节。初末的寒期，其热源通过单台锅炉间断方式进行运行，也可以是多台锅炉于不同时段进行运行台数的减少，且循环水泵进行连续的运行。严寒期主要使用24h连续性供暖方式，当室外的温度满足设计值要求时，则热源就会连续性供暖，室外的温度逐渐升高，则要对运行的时间逐渐进行减少运行。这种调节方式使用的前提为热源于额定处理条件下进行运行时间的制定，若热源不能满足额定出力条件，则就不能确保对用户供热的质量和效果。
        3.4分阶段进行流量改变的质调节
        这种调节方式和纯质调节比较，因为出现流量的减少，其网络供水的温度就会升高，且回水的温度也会降低，其供、回水的温差就会增大。而从散热器地放热量实际热平衡方面分析，其散热器具有平均的温度会保持一样，则供暖系统其供水温度发生升高以及回水温度发生降低具有的数值一样，因此此调节方法对质调节和量调节优势进行了综合，能够实现省电和防止热力工况发生失调等效果。
        4基于节能降耗目的的集中供热技术分析
        （1）基于集中供热节能降耗目的的管网保温技术分析。由上文可知，在集中供热管网系统的运行使用过程中，热量的事实比例达到了20％左右，使得热汽经由供热管网输送向用户的过程中就形成了大量的不必要的热力流失，由此也造就了集中供热能耗较高、效率偏低的现状。对于以上问题，应从提升供热管网的保温性能为目的来进行解决。目前国际上对于水热管道的保温问题，应用较为广范的技术中，有利用保温材料为管道增加保温层以提升管道抗寒保温性能的，例如玻璃棉材料和岩棉材料等、泡沫石棉、矿渣棉、泡沫玻璃等。基于我国的集中供热系统规模较大，用户较多，建设周期长的特点，以及材料本身的保温性能来进行综合对比、判断，可以选用单价便宜、性价比较高、导热系数较小的棉岩材料来作为建筑供热系统蒸汽管道的外部覆盖保温层的主要材料，来提升集中供热管网的工作效率，促进其节能减排效用。
        （2）基于集中供热节能降耗目的的换热站优化技术分析。由上可知，热汽由热源出发，经由换热站输送向城市的这个环节之中，由于水泵和换热设备等的技术落后或者运行效率差，常常使得此环节中的热量流失严重，使得工热管道中的热汽质量无法保障，因此，需要使用创新技术对换热站进行技术优化和创新升级，以确保其工作性能，促进其节能减排效用。换热站中的循环水泵是其热量流失严重的主要症结之一，对于循环水泵，其应用价值还是存在的，所以应当从其他方面着手，例如通过对换热水循环泵的运行方式进行调节，使其流量效率与工作运行效率一致。
        （3）基于集中供热节能降耗目的的热电联产技术分析。热电联产是集中供热技术在不断地发展过程中衍生出的一种技术理念。火电厂在火力发电机产生电力的同时，也会产生出一些废热能量，利用这些源源不断产生的废热能量进行热转换提供给城市集中供暖，据数据证明，其节能效率可达30％以上，非常符合我国“可持续发展”理念与节能减排的需要。
        结束语
        为了促进城市集中供热的正常进行和城市节能环保的可持续发展，必须进行技术革新和设备更新，并通过对失水问题的妥善解决，对供热管道等供热到户过程中的技术关节的更新和日常维护，使得热能供应到户的质量流失等问题得到了避免，这对于降低热供应的能耗，提高应用效率，有很重要的意义。
        参考文献:
        [1]张伟光.北方地区供热管网的改造和整体规划问题[J].中外企业家,2016(3):226.
        [2]郭永亮,刘伟.北方中小城市供热现状及未来规划探讨[J].中国科技信息,2010(6):247-248.